3 Расчет энергии Гиббса химической реакции

Для расчета энергии Гиббса химической реакции используем значения энергии Гиббса для каждого соединения, рассчитанные по Франклину.

Энергия Гиббса химической реакции рассчитывается по формуле (2):

где - стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции;

– рассчитанная по Франклину энергия Гиббса образования для каждого соединения, ккал/моль.

Находим реакции при температуре 350 К:

Находим реакции при температуре 400 К:

Находим реакции при температуре 450 К:

4 Расчет константы равновесия Kp

Наша система находится в неидеальных условиях (давление больше 1 атм). Поэтому для расчета константы равновесия нам необходимо определить коэффиценты фугитивности, которые зависят от приведенной температуры и приведенного давления. Приведенное давление рассчитывается по формуле (3):

где – давление проведения реакции,

– критическое давление вещества [2].

Приведенная температура рассчитывается по формуле (4):

где – температура проведения реакции,

– критическая температура вещества [2].

Критическая температура и критическое давление каждого из веществ находим в литературе [2] и заносим в таблицу 8.

Таблица 8 – Критическое давление и критическая температура индивидуальных веществ

Вещество	, атм	, К
Метанол	79,9	512,6
Изобутилен	36,0	408,1
Метилтретбутиловый эфир	33,6	498,9

Критические параметры для вещества В (метилтретбутиловый эфир) в литературе отсутствуют, рассчитаем их по методу Лиддерсена. Согласно этому методу критическая температура рассчитывается по формуле (5):

где – температура начала кипения, К, для 2-метилпентена-1 она равна 328,2 К [2].

рассчитывается по формуле (6):

Критическое давление рассчитывается по формуле (7):

где – молекулярная масса соединения, для метилтретбутилового эфира она равна 88 г/моль.

Групповые составляющие и , взятые из литературы [1] приведены в таблице 9.

Таблица 9 – Групповые составляющие ΔР и Δt для метилтретбутилового эфира

Группа	Δt	ΔР
4∙(СН3–)	4∙(0,020)	4∙(0,227)
С	0,000	0,210
–O–	0,021	0,160
	0,101	1,278

Рассчитанные данные заносятся в таблицу 8.

При неидеальных условиях константа равновесия рассчитывается по формуле (10):

где К_f находится по формуле:

где j_i- коэффициэнт фугитивности [1].

K_f рассчитывается по формуле (12):

Рассчитанные приведенные параметры и коэффициэнты фугитивности [1] заносим в таблицу 10 и в таблицу 11.

Таблица 10 – Приведенные параметры

Вещество	Температура, К
	350	400	450
Метанол	0,6828	0,7803	0,8779	0,1252
Изобутилен	0,8576	0,9802	1,1027	0,2778
Метилтретбутиловый эфир	0,7015	0,8017	0,9019	0,2975

Таблица 11 – Коэффициэнты фугитивности

Вещество	Температура, К
	350	400	450
Метанол	0,86	0,90	0,93
Изобутилен	0,84	0,89	0,93
Метилтретбутиловый эфир	0,73	0,79	0,85

Рассчитываем константы активности и константы равновесия и заносим их в таблицу 12.

1. При температуре 350 К

2. При температуре 400 К

3. При температуре 450 К

Таблица 12 – Константа активности и константа равновесия

Температура, К
350	4,3976	4,3819
400	0,7372	0,7474
450	0,1813	0,1845